压力容器校核.doc

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011钢制卧式容器计算单位太原理工大学 计 算 条 件 简 图设计压力 p1.77MPa设计温度 t50筒体材料名称Q345R封头材料名称Q345R封头型式椭圆形筒体内直径 Di2000mm筒体长度 L5700mm筒体名义厚度 dn12mm支座垫板名义厚度 drn10mm筒体厚度附加量 C1.3mm腐蚀裕量 C11mm筒体焊接接头系数 F1封头名义厚度 dhn12mm封头厚度附加量 Ch1.3mm鞍座材料名称Q235-B鞍座宽度 b220mm鞍座包角 120支座形心至封头切线距离 A475mm鞍座高度 H250mm地震烈度 八(0.2g)度内压圆筒校核计算单位太原理工大学 过控11计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 1.77MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2000.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 9.41mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 10.70mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 3393.84Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 1.7700 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 166.31 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 2.01154MPa设计温度下计算应力 st = = 166.31MPastf 189.00MPa校核条件stf st结论 合格左封头计算计算单位 太原理工大学 过控11计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.77MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2000.00mm曲面深度 hi 500.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 1.00压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 PT = 1.25Pc= 1.7700 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 165.86MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 dh = = 9.39mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 10.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 415.41 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.01690MPa结论 合格右封头计算计算单位 太原理工大学 过控11计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.77MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2000.00mm曲面深度 hi 500.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 1.00压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 PT = 1.25Pc= 1.7700 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 165.86MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 dh = = 9.39mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 10.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 415.41 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.01690MPa结论 合格卧式容器（双鞍座）计算单位太原理工大学 过控11计 算 条 件简 图 计算压力 pC1.77MPa 设计温度 t50 圆筒材料Q345R 鞍座材料Q235-B 圆筒材料常温许用应力 s189MPa 圆筒材料设计温度下许用应力st189MPa 圆筒材料常温屈服点 ss345MPa 鞍座材料许用应力 ssa147MPa 工作时物料密度 485kg/m3 液压试验介质密度 1000kg/m3 圆筒内直径Di2000mm 圆筒名义厚度 12mm 圆筒厚度附加量 1.3mm 圆筒焊接接头系数 1 封头名义厚度 12mm 封头厚度附加量 Ch1.3mm 两封头切线间距离 5750mm 鞍座垫板名义厚度 10mm 鞍座垫板有效厚度 10mm 鞍座轴向宽度 b220mm 鞍座包角 120 鞍座底板中心至封头切线距离 A475mm 封头曲面高度 500mm 试验压力 pT1.77MPa 鞍座高度 H250mm腹板与筋板组合截面积 20080mm2 腹板与筋板组合截面断面系数369095mm3 地震烈度8(0.2g)圆筒平均半径 Ra 1006mm 物料充装系数 0.9一个鞍座上地脚螺栓个数2地脚螺栓公称直径20mm地脚螺栓根径17.294mm鞍座轴线两侧的螺栓间距1260mm地脚螺栓材料16Mn支 座 反 力 计 算 圆筒质量(两切线间)3423.71kg 封头质量(曲面部分)413.367kg 附件质量0kg 封头容积(曲面部分)1.0472e+09mm3 容器容积(两切线间)V = 2.01586e+10mm3 容器内充液质量工作时, 8799.21压力试验时, = 20158.6kg 耐热层质量0kg总质量工作时, 13049.6压力试验时, 24409kg单位长度载荷19.9548 37.3248N/mm支座反力64021.6 119751119751N筒 体 弯 矩 计 算圆筒中间处截面上的弯矩工作时= 5.58607e+07压力试验= 1.04486e+08Nmm支座处横截面弯矩操作工况： -1.60909e+06压力试验工况： -3.00976e+06Nmm系 数 计 算K1=1K2=1K3=0.879904K4=0.401056K5=0.760258K6=0.0132129K6=0.010861K7=K8=K9=0.203522C4=C5=筒 体 轴 向 应 力 计 算轴向应力计算操作状态 84.8494 83.2538MPa -1.64285 -0.0473229MPa水压试验状态 -3.07134 -0.0885161MPa 86.2794 83.295MPa应力校核许用压缩应力0.0010058根据圆筒材料查GB150图4-34-12 B = 131.858MPa131.858131.858MPa 189 合格|,| 131.858 合格|,| 131.858 合格sT2 ,sT3 0.9ss = 310.5 合格MPa筒体和封头的切应力时(时,不适用)MPa时圆筒中：9.78883封头中：4.4617MPa应力校核封头椭圆形封头, 165.421碟形封头, 半球形封头, MPa圆筒封头 t = 0.8 s t = 151.2 70.8294MPa圆筒, t t = 151.2 MPa 合格封头, th t h = 70.8294 MPa 合格鞍 座 处 圆 筒 周 向 应 力无加强圈圆筒圆筒的有效宽度391.401mm无垫板或垫板不起加强作用时在横截面最低点处MPa在鞍座边角处L/Rm8时, MPaL/Rm8时, MPa无加强圈筒体垫板起加强作用时鞍座垫板宽度 ； 鞍座垫板包角横截面最低点处的周向应力-1.12369MPa鞍座边角处的周向应力L/Rm8时, MPaL/Rm8时, -19.1826MPa鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力L/Rm8时, MPaL/Rm8时, -30.9985MPa应力校核 |s5| s t = 189 合格 |s6 | 1.25s t = 236.25 合格 |s6 | 1.25s t = 236.25 合格MPa有加强圈圆筒加强圈参数加强圈材料, e = mm d = mm加强圈数量, n = 个组合总截面积, A0 = mm2组合截面总惯性矩, I0 = mm4设计温度下许用应力MPa加强圈位于鞍座平面上 在鞍座边角处圆筒的周向应力：MPa 在 鞍 座 边 角 处 ，加 强 圈 内 缘 或 外 缘 表 面 的 周 向 应 力 ：MPa有加强圈圆筒加强圈靠近鞍座横 截 面 最 低 点 的 周 向 应 力 无垫板时，（ 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 ） 采用垫板时，（垫板起加强作用）MPa 在横截上靠近水平中心线的周向应力：MPa 在横截上靠近水平中心线处，不与筒壁相接的加强圈内缘 或 外 缘 表 面 的 周 向 应 力 ：MPa加强圈靠近鞍座鞍座边角处点处的周向应力 无垫板或垫板不起 加强 作用L/Rm8时, MPa 无垫板或垫板不起 加强 作用L/Rm8时, MPa 采用垫板时，（垫板起加强作用）L/Rm8时, MPa采用垫板时，（垫板起加强作用）L/Rm8时, MPa应力校核|s5| st = 合格|s6 | 1.25st = 合格|s7 | 1.25st = |s8 | 1.25stR = MPa鞍 座 应 力 计 算水平分力24371.8N腹板水平应力计算高度250mm鞍座腹板厚度10mm鞍座垫板实际宽度430mm鞍座垫板有效宽度391.401mm腹板水平应力无 垫 板 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 , 垫板起加强作用, 3.79978MPa应力判断 s9 s sa = 98 合格MPa腹板与筋板组合截面应力由地震水平分力引起的支座强度计算圆筒中心至基础表面距离 1262mm轴向力20486.9 N, -13.1772MPa, MPa|ssa| 1.2sbt= 176.4 合格地脚螺栓应力拉应力 43.742MPasbt 1.2sbt = 204 MPa 合格剪应力 MPatbt 0.8Kosbt = 136 MPa 合格温差引起的应力 47900.2N -20.5339MPa|stsa| ssa = 147 合格注：带#的材料数据是设计者给定的开孔补强计算计算单位太原理工大学 过控11接 管: N1, 53010计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc1.77MPa设计温度50壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di2000mm壳体开孔处名义厚度n12mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C21mm壳体材料许用应力t189MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 300mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 16Mn接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 1mm补强圈材料名称 Q345R凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 840mm补强圈厚度 12mm接管厚度负偏差 C1t 1mm补强圈厚度负偏差 C1r 0.3mm接管材料许用应力t 181MPa补强圈许用应力t 189MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 514mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 9.4091mm接管计算厚度t 2.5059 mm补强圈强度削弱系数 frr 1接管材料强度削弱系数 fr 0.9577开孔补强计算直径 d 514mm补强区有效宽度 B 1004 mm接管有效外伸长度 h1 71.694mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 4843mm2壳体多余金属面积 A1 632 mm2接管多余金属面积 A2 754mm2补强区内的焊缝面积 A3 180 mm2A1+A2+A3= 1566mm2 ，小于A，需另加补强。补强圈面积 A43627mm2A-(A1+A2+A3)3277mm2结论: 合格开孔补强计算计算单位太原理工大学 过控11接 管: N2, 1085计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc1.77MPa设计温度50壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di2000mm壳体开孔处名义厚度n12mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C21mm壳体材料许用应力t189MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 150mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 16Mn接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 1mm补强圈材料名称 Q345R凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 200mm补强圈厚度 8mm接管厚度负偏差 C1t 0.5mm补强圈厚度负偏差 C1r 0.3mm接管材料许用应力t 181MPa补强圈许用应力t 189MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 101mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度